可變形泵是軟性機器人動力的解方 - 工程師

可變形泵是軟性機器人動力的解方

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美國康乃爾大學和美國陸軍實驗室合作研究，運用流體動力和磁力驅動一個彈性、可變形
的泵，提供軟性機器人循環系統的動力，研究成果已發表在美國國家科學院院刊(PNAS)上
。

就像人類需要心臟提供循環系統能力，透過血液系統中攜帶來的能量，來幫助人類完成或
執行日常的任務。軟性機器人是否也可以採用類似的概念完成循環動力的設計呢？研究人
員參考了動物生物學思考，在完成機器人血液的研究後，即投入循環系統的動力的設計。
模仿血液循環系統的概念，透過分散式的軟性泵，提供流體動力，就像人類的心臟和動脈
的功能一樣。

研究人員試著組建軟性機器人的循環系統，透過機器人的循環系統儲存能量並驅動其附肢
的運動，以讓機器人可以完成一系列複雜的任務。

可變形軟性泵是一個由矽膠管和外部的螺旋管組成，並允許管彎曲和拉伸，可長時間維持
運動性能。管內是一個被磁流體包圍的實心磁體，可以順著管子往復運動。根據磁場的施
加方式，實心磁鐵可以前後移動，就像浮動活塞一樣，以連續的力向前推動流體。

康乃爾大學發表的可變形軟性泵，其工作壓力和流量是其它軟性泵的 100 倍，在性能上
有著明顯的提升。但是，可變形軟性泵的總合能效僅為傳統的硬性泵的十分之一，換言之
，可變形軟性泵現今仍無法以高流速驅動高粘稠流體物質。

研究人員還在進行實驗，以驗證可變形泵系統能否在大變形的情況下維持運作效能，追縱
相關的效能參數，以作為未來設計不同類型客製化機器人時，提供設計參考。

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